nhóm 10 các phương pháp lý hóa học trong cải tạo và xử lý đất ô nhiễm

TIỂU LUẬN: QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG
ĐẤT

Đề tài:các phương pháp lý hóa học trong cải tạo
và xử lý đất ô nhiễm
Giáo viên hướng dẫn:
Ts.Trần Thanh Chi
Nhóm sv thực hiện:
- Trần Ngọc Bích
- Nguyễn Thị Minh
- Nguyễn Thị Thu Phương
- Phạm Thị Yến


Mở
Đầu


1. PHƯƠNG PHÁP TÁCH, CHIẾT PHÂN CẤP CỠ HẠT
2. PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION

NỘI DUNG

3. PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA
4. PHƯƠNG PHÁP QUANG PHÂN
5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY XÚC TÁC
6. PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 
7. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH HƠI ĐẤT TẠI CHỖ
(SOIL VAPOUR EXTRACTION SVE)

1.Phương
pháp tách,
chiết phân
cấp cỡ hạt

- Nguyên lí: di dời các chất ô nhiễm khỏi đất sau khi
sử dụng các tác nhân chiết tách.
- Việc tách có chọn lọc các chất ô nhiễm dựa trên cơ
sở sự khác biệt về kích thước, tốc độ lắng, đặc tính về
từ tính và đặc tính bề mặt của các hạt trong đất.
- Cơ chế:
+ chú trọng việc hòa tan các chất ô nhiễm vào các tác
nhân chiết tách
+ phân tán các phần tử ô nhiễm vào trong tác nhân
chiết tách
- tác nhân chiết tách:
+ axit, chất tẩy rửa, các chất tạo phức, dung dịch
NaOH
+ nước


 VD: Công nghệ dựa vào nước để loại bỏ chất ô nhiễm có trong đất:
Cách thức: cô đặc các hóa chất ô nhiễm vào khối lượng đất bằng cách
khai thác sự khác biệt về đặc tính vật lý/hóa học giữa các hạt mang
chất ô nhiễm và hạt đất (kích thước, mật độ, hình dạng, từ tính, tính bề
mặt kỵ nước). Phân tách hoá học liên quan đến kỹ thuật hòa tan các
hóa chất ô nhiễm từ đất với dung dịch nước chiết xuất có chứa chất
phản ứng hoá học như axit hoặc chất kháng hóa.
   Công nghệ này được áp dụng rộng rãi ở châu Âu và Nhật nhưng lại
ít được sử dụng ở Hoa Kỳ.

(Nguồn: />

- Tuyển nổi:
+ Tuyển nổi khác với rửa đất bằng chất tẩy rửa như xà phòng.
+ Tuyển nổi là kỹ thuật hóa lý khai thác sự khác biệt về tính chất kỵ
nước để tách các hạt mang chất ô nhiễm ra khỏi ma trận đất.
Nguyên tắc này dựa trên độ bám dính của các bề mặt kỵ nước của
hạt để bọt khí được đưa vào bùn đất. Các hóa chất tuyển nổi gồm
có: Chất góp, chất tạo bọt, chất hoạt hóa, chất khống chế và chất
điều chỉnh độ pH.
   Các hạt kỵ nước dính vào bọt khí và được đưa tới lớp bọt. Việc
tách các hạt ô nhiễm được thực hiện bằng cách loại bỏ lớp bọt.

30/11/2016


2. Phương
pháp trao
đổi ion

Các thành phần của đất có CEC cao có khả năng
liên kết các chất hữu cơ mang điện tích (+) và kim
loại tạo thành sản phẩm không linh động hóa học và
giảm nguy cơ đưa chúng vào môi trường đất.
Sử dụng các vật liệu tổng hợp, zeolites hay sét, tắng
CEC của đất giúp tang khả năng kết hợp của chất ô
nhiễm (+) với các nhóm chức năng mang điện âm(-)
của các hạt đất.
Khả năng áp dụng:
+ có thể xử lý các hợp chất phức tạp trong đất như

đất bị ô nhiễm kim loại độc hại kết hợp với các
thành phần hữu cơ, thậm chí với các chất ô nhiễm
phóng xạ, các loại đất bị ô nhiễm kim loại nặng,..


- Phương pháp này có thể ứng dụng để tách các chất ô
nhiễm dạng ion hoặc các phần tử có điện tích nhỏ ở
trong đất.
- Thích hợp cho việc tách các kim loại nặng trong đất.
Cần chú ý rằng các kỹ thuật này không chỉ tách mỗi kim
loại trong các loại đất hòa tan có chứa ion. Do việc tách
các kim loại mà nồng độ các ion trong các khoảng hổng
giảm đi. Tiếp đó các kim loại đã được hấp thụ bởi các hạt
đất hòa tan hoặc các oxit, hydroxit, hoặc cacbonat có
trong dung dịch cũng được tách ra khỏi đất. Các chất ô
nhiễm không phải dạng ion hòa tan trong chất lỏng dạng
bọt cũng được tách rời và di chuyển điện thẩm thấu của
dung dịch đất.
 


3.Phương
pháp oxy
hóa

- Là công nghệ xử lý thông dụng và hiệu quả cao
đối với đất ô nhiễm do các hóa chất hữu cơ độc hại
và các hợp chất cyanides
- Chất oxy hóa thông dụng nhất là H2O2, O3,
KMnO4

VD: phương pháp xử lý thuốc BVTV oxy hóa bằng
tác nhân Fenton là phương pháp đã được áp dụng
tại một số địa phương ở nước ta để xử lý ô nhiễm
thuốc BVTV
Sử dụng pp oxy hóa: sử dụng các hóa chất có tính
oxy hóa mạnh H2O2 kết hợp với hợp chất fe2+ (phản
ứng fenton) để phân hủy thuốc BVTV thành các
chất có phân tử thấp hơn, các chất không độc hoặc
kém độc hơn như CO2, H2O… theo các tỷ lệ khác
nhau: tỷ lệ 1 (22kg (FeSO4.7H2O) và 44 lít (H2O2)/
1m3 đất nhiễm) và tỷ lệ 2 ( 15kg(FeSO4.7H2O) và
30 lít (H2O2)/1m3 đất nhiễm)


Biện pháp này dựa trên cơ chế oxy hoá bằng hỗn hợp
không khí và hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất 150 atm.
Kết quả xử lý đạt hiệu quả 95%. Chi phí cho phương pháp
này chưa được nghiên cứu, có thể đây là phương pháp khó

5/20/16


4.Phương
pháp quang
phân

- Phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ nhờ tia cực tím.
- Sử dụng nguồn UV nhân tạo hay phơi đất ra ánh nắng
có thể phân hủy được chất ô nhiễm ở lớp đất nông.
- Các photons UV sẽ bẻ gãy các liên kết hóa học với

các thành phần hữu cơ bay hơi tạo thành các chất dễ
phân hủy hơn
- Mỗi CÔN có bước sóng tối ưu riêng quang phân:
benzene (184nm), acetone (220 nm và 318nm), TCE
(280nm)
- Các HCHC phức tạp có thể bị phân ly thành các hợp
chất độc hại khác dưới tác động của các dải hấp thụ
khác nhau, quá trình phải được lặp lại với các dải tia
khác nhau cho đến khi chỉ có thành phần không độc
hại còn lại ở cuối quá trình.
- Ưu điểm: hiệu suất xử lý cao, chi phí xử lý thấp, rác
thải an toàn với môi trường.
- Nhược điểm: thời gian xử lý kéo dài, không xử lý
được CÔN ở nồng độ cao


Ví dụ:
Cải tạo đất bị nhiễm dioxin
Nguyên lý: dưới tác động của tia cực tím, trong phân tử
PCDD (polychloro dibenzo dioxins) và PCDF(polychloro
dibenzo furanes) xảy ra hiên tượng declo hóa. Kết quả là
môt hoặc vài nguyên tử clo bị bật ra khỏi phân tử, tạo ra hỗn
hợp đồng phân có tính độc khác nhau và cho ra sản phẩm ít
độc hơn.
Kết quả nghiên cứu quang phân huỷ dioxin trong đất cho
thấy: quá trình quang phân hủy có hiệu quả trên lớp đất mặt.


Phương pháp sử dụng tác nhân fenton/UV để xử lý dung dịch dioxin
thu được từ quá trình xử lý đất nhiễm dioxin bằng phương pháp rửa

giải bởi dung dịch chất hoạt động bề mặt dung dịch nonylphenol
ethoxylateloại NP-8 nồng độ 0,5CMC (Tạp chí phân tích Hóa, Lý và
Sinh học - Tập 20, Số 2/2015)


5.Phương
pháp
phân hủy
xúc tác

- Quá trình phân hủy các hợp chất POPs được thực
hiện trong môi trường NaOH với xúc tác
hydrocacbon giàu H
- Trong môi trường kiềm, hầu hết các hóa chất
BVTV đều bị tách khỏi đất hoặc các chất nền khác
và một phần bị phân hủy
- Sản phẩm của phản ứng phân hủy là hơi nước và
NaCl
Sản phẩm còn lại sau phản ứng phân hủy hoàn
toàn đáp ứng yêu cầu cho loại chất thải có thể chon
lấp thông thường


6. Phương
pháp hấp
phụ

- Công nghệ này dựa trên xu thế là phần lớn các hợp
chất hữu cơ được hấp phụ trên bề mặt cacbon hoạt tính
và các chất hấp phụ khác như silicagen, sét

bentonit, diatomit.
- Xu thế hấp phụ tăng theo khối lượng phân tử của các
chất hữu cơ.
- thích hợp nhất với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
(VOC) và các dạng halogen hóa, các chất nổ và thuốc
trừ sâu.
- Hấp phụ trên than hoạt tính có thể là thực hiện tại hiện
trường trên các bể xử lý đặc biệt. Đây là phương pháp
đòi hỏi được thực hiện trong phase lỏng (như xử
lý nước ngầm), hoặc pha khí (như xử lý khí thải từ
phương pháp phục hồi bằng tách hơi đất).
- Thường được dùng để khử các khí độc, dung môi và
mùi có nguồn gốc hữu cơ. 
*Các yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình: 
- Độ hòa tan của chất ô nhiễm 
- Cấu trúc phân tử 
- Khối lượng phân tử 
- Độ phân cực 


7. Phương
pháp chiết
tách hơi
đất tại chỗ
Soil
Vapour
Extraction
( SVE)

- Công nghệ phổ biến nhằm tách các thành phần hữu cơ

bay hơi và dễ bay hơi trong đất
- Hệ thống chiết tách hơi và giếng thấm lọc được thiết
lập ở khu vực ô nhiễm
- Quá trình công nghệ bao gồm bơm không khí sạch
vào vùng chưa bão hòa giúp tách hơi hữu cơ ra khỏi
dịch đất bằng cách phân tách hơi giữa dịch đất và hơi
đất. Hơi kết hợp với khí trong đất sau đó được tách ra
nhờ giếng tách chân không. 

5/20/16


Một hệ thống SVE bao gồm các phần:
Hạ tầng:
-Giếng trích ly có thể một hay nhiều giếng
- Hệ thống đường ống từ giếng đến trạm bơm (quạt) hút
- Các giếng giám sát
- Hệ thống van áp lực và van điều khiển dòng tại mỗi giếng trích ly và giám
sát ( tùy theo hệ thống có thể hoặc không)
- Hệ thống che phủ bề mặt để giám sát khí hoặc nước đi vào ( tùy thuộc địa
tầng khu vực và mục đích xử lý)
- Giếng thông gió ( có thể nhiều giếng) nhằm tăng quá trình chuyển động
của khí (tùy thuộc vào địa tầng khu vực).

5/20/16


Thiết bị:
- Bơm chân không (máy thổi khí) thường sử dụng áp suất âm 0,21atm
- Thùng tách ẩm (lựa chọn không bắt buộc).

- Hệ thống xử lý khí thải
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý
Tính chất của đất
Độ thấm
Độ xốp
Phân bố kích thước
hạt
Độ ẩm
PH
Hàm lượng chất hữu
cơ
Tỷ trọng

Tính chất của chất ô
nhiễm
Hằng số Henry
Độ tan
Hệ số hấp phụ

Tính chất của môi
trường
Nhiệt độ
Độ ẩm
Tốc độ gió

Nồng độ VOC trong đất Bức xạ mặt trời
Tính phân cực
Lượng mưa
Áp suất hơi
Địa hình

Hệ số khuếch tán

Hệ thực vật


Ưu điểm:
- Giảm được chi phí đào đất và thải bỏ
- Giảm được các nguồn thải do công tác đào xới
- Giảm sự khuếch tán của VOC trong môi trường
- Có thể áp dụng để xử lý đất có cấu trúc kém (dung các thiết bị thồn
thường, không sử dụng chất phản ửng, tiết kiệm nhân công và vật
liệu)
Nhược điểm:
- Không thích hợp để xử lý vùng đất có độ thấm thấp. Do đất có độ
thấm thấp hiệu quả xử lý thấp
- Hiệu quả kém khi chất ô nhiễm có ấp suất bay hơi thấp và trong
vùng có tầng nước ngầm cao
- Không dự đoán được thời gian xử lý (trong trường hợp xử lý tại
nguồn)


Sơ đồ về hệ thống chiết xuất đất cơ bản
(SVE) để phục hồi vùng Vadose


Phương
pháp

Ứng dụng

Chi phí

Tách
chiết
phân
cấp cỡ
hạt

Xử lý đất cát có hàm lượng sét và
chất hữu cơ <10-20%
Di dời chất ô nhiễm hữu cơ và các
KLN
Áp dụng rộng rãi

Phụ thuộc vào
loại đất ô nhiễm
(khoảng 50150USD/tấn
đất)

Trao đổi
ion

Xử lý các hợp chất phức tạp hiệu quả
ở tầng đất ô nhiễm do NAPLs

Oxi hóa

Hiệu quả với chất béo không no, hợp
chất thơm, PAHs

Quang
phân

Xử lý chất ô nhiễm ở lớp đất nông

Phân
hủy xúc
tác

Phân hủy hợp chất POPs trong môi
trường NaOH

Hấp phụ

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các
chất thơm đã halogen hóa

SVE

Tách thành phần hữu cơ dễ bay hơi
trong đất, phù hợp đất có tính thấm
cao

Chi phí thấp

Chi phí tương
đối thấp